11、第五章、螺纹联接和键联接(基本知识、预紧与防松)

~3 15 0 ° ° ~3 15 0 ° °
30 ° 30 ° 30 ° 30 ° 15 ° 15 °
30 ° 30 °
a.六角螺母：标准，扁，厚
30 ° 30 °
dd D 1 D 1
D D bb
D D b Hb
DD 1 1
bb
tt
30 ° 30 °
Hs
s
m 30 ° m 30 °
H H
b.圆螺母+止退垫圈 ——带 30 ° 30 ° 有缺口，应用时带翅垫圈内 15 ° dd 15 ° D D 舌嵌入轴槽中，外舌嵌入圆 30 ° bb 30 ° 螺母的槽内，螺母即被锁紧 .
11 22
11 22 33 44
图 44 -12 图 12 测力矩扳手 测力矩扳手
二、螺纹防松
1、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成 摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零， 从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失 效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作而造成事故。
T2——螺母环形支撑面上的摩擦阻力矩。
TT 2 2
代入得： 式中： F‘—预紧力；fC—支撑面的摩擦系数； D1—螺母环形支撑面外径；d0—螺母环形支撑面内径。
由于直径过小的螺栓，容易在拧紧时过载拉断，所以对于 重要的联接不宜小于M10~M14。
预紧力QP的控制： 图 44 -12 图 12 测力矩扳手 测力矩扳手 测力矩板手——测出预紧力矩，如左图； 定力矩板手——达到固定的拧紧力矩T时，弹簧受压将自 动打滑，如右图； 测量预紧前后螺栓伸长量——精度较高。
预紧力过紧 —— 拧紧力 F‘ 过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度； 过松——拧紧力F‘过小，工作不可靠。
预紧力的大小对螺纹联接的可靠性、强度和密封性有很大的 影响。其大小值可用测力扳手或定力矩扳手控制。
计算关系式为：
TT TT 1 1
扳手拧紧螺母时的力矩为：T=T1+T2 式中：T——拧紧力矩； T1——螺纹副中的摩擦阻力矩；
2、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动 的难度。 3、防松办法及措施 1）摩擦防松 双螺母、弹簧垫圈、尼 龙垫圈、自锁螺母等。
螺 螺 栓 栓 上螺母 上螺母 下螺母 下螺母
自锁螺母——螺母一端 做成非圆形收口或开峰 后径面收口，螺母拧紧 后收口涨开，利用收口 的弹力使旋合螺纹间压 紧。如下图示：
L =nP(n=2)
d d2 d1


d 1 d 2 d
P

h
L
L =nP(n=2)
d d2 d1


d 1 d 2 d
P

h
4）螺 距 P ——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间 的轴向距离； 5）导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线 上的对应两点间的轴向距离； 6）线 数 n ——螺纹螺旋线数目，为便于制造，一般n≤4； 螺距P、导程L 、线数n之间关系：L=nP
§5—2 螺纹联接的预紧和防松 一、预紧
螺纹联接： 松联接——在装配时不拧紧，只有受外载时才受到力的作用。 紧联接——在装配时需拧紧，即在承载时已预先受力，预紧 力F‘存在。 预紧目的——保持正常工作。如汽缸螺栓联接，有紧密性要求 ，防漏气，接触面积要大，靠摩擦力工作，增大 刚性等。 增大刚性——增加联接刚度、紧密性和提高防松能力； 预紧力F‘——预先的轴向作用力（拉力）。
2）双头螺柱——两端带螺纹； 如右图：A型——有退刀槽 B型——无退刀槽
X X bb m m
X X ll
bb
dd
dd
3）螺钉 与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;一般为全螺纹。
k dd k nn
nn
4）紧定螺钉 锥 端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合； 平 端——接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大 的平面，适于经常拆卸； 圆柱端——压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位 置轻材料和金属薄板。
单 头 螺 纹
双 头 螺 纹
3、螺纹的主要参数 1）外径（大径）d（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱 面直径，亦称公称直径； 2）内径（小径）d1(D1) ——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱 面直径； 3）中径d2 —— 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱 面的直径，d2≈0.5(d+d1)。
L
7）螺旋升角ψ——中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋 线轴线的平面的夹角，从图得下式：
arctgL / d 2
nP arctg d 2
8）牙型角α ——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角； 9）牙型斜角β——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角。
L =nP(n=2)
d d2 d1
2）机械防松：
开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片， 轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等。
圆 螺 母 与 止 动 垫 圈
3）永久防松：端铆、冲点、点焊
4）化学防松——粘合
(a)正确
(a)正确
(b)不正确
串 联 钢 丝
(b)不正确
小结：
1、螺纹的类型、特点及主要参数。
2、螺纹联接的预紧和防松措施。
b) 配合螺栓联接：装配后无间隙， 主要承受横向载荷，也可作定位用， 采用基孔制配合铰制孔螺栓联接。
2、双头螺栓联接——螺杆两端无钉 头，但均有螺纹，装配时一端旋入 被联接件，另一端配以螺母。适于 常拆卸而被联接件之一较厚时。折 装时只需拆螺母，而不将双头螺栓 从被联接件中拧出。
3、螺钉联接——适于被联接件之一 较厚（且带螺纹孔），不需经常 装拆。一端有螺钉头，不需螺母， 适于受载较小情况。
内 内 内 螺 螺 螺 纹 纹 纹
三 角 形 螺 纹
内 内 内 螺 螺 螺 纹 纹 纹
P P P
外 外 外 螺 螺 螺 纹 纹 纹
矩 形 螺 纹
30 ° 30 ° 30 °
外 外 外 螺 螺 螺 纹 纹 纹
d d d d 2 d 2 d 2 d 1 d 1 d 1
d d d d 2 d 2 d2 d 1 d 1 d 1


d 1 d 2 d
P

h
L
§5—2 螺纹联接的基本类型及螺纹联接件
螺纹联接的常用联接件：
一、螺纹联接主要类型
1、螺栓联接 a) 普通螺栓联接：被联接件不太厚 ，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺 杆穿过通孔与螺母配合使用。装配 后孔与杆间有间隙，并在工作中不 许消失，结构简单，装拆方便，可 多个装拆，较广泛应用。
0 0
ee
d D 1 D 1
d d d
1
1
30 ° 30 °
dd
D D bb
12 00 ° 12 ° C 1 C 1
H H
dd 0 0 D D 1 1
30 ° 30 ° 30 ° 30 °
bb
7）垫圈
tt
平垫圈 平垫圈
斜垫圈 斜垫圈
hh
1 dd 1 2 dd 2源自dd D 1 D 115 ° 15 °
布置作业：P62
P64
练习与思考
5-1-3 螺纹联接的基本类型有哪些？普通螺栓联接和配合 螺栓联接在结构上有什么区别？
5-2-1 螺纹联接预紧的目的是什么？
5-2-2 螺纹联接为什么要防松？防松原理有几种？具体措施 有哪些？
P P P
梯 形 螺 纹
内 内 内 螺 螺 螺 纹 纹 纹
3 ° 3 ° 3 °
外 外 30 ° 30 ° 螺 30° 螺 螺
外
P P P
纹 纹 纹
锯 齿 形 螺 纹
2）、按位置分： 内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹； 外螺纹——在圆柱孔的外表面形成的螺纹。 3）、按牙型分： 粗牙螺纹——用于紧固件； 细牙螺纹——同样的公称直径下， 螺距最小，自锁性好，适于薄壁细小 零件和冲击变载等。 4）、按螺旋线绕行方向分： 左旋——如右上图； 右旋——常用 5）、按螺旋线头数： 单头螺纹（n=1）——用于联接； 双头螺纹（n=2）——如右下图； 多线螺纹（n≥2）——用于传动。
4、紧定螺钉联接——拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或 旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对 位置。可传递不大的轴向力或扭矩。
(b) (b)
(b) (b)
特殊联接：地脚螺栓联接 ,
吊环螺钉联接
二、螺纹联接件
1）螺栓 普通螺栓 ——六角头，小六角头，标准六角头， 大六角头, 内六角头。 铰制孔螺栓——螺纹部分的直径较小。
辗制末端 辗制末端
倒角端 倒角端 倒角端 倒角端
s dd s
~3 15 00 ° ° ~3 15 ° ° rr
s dd s
a dd a
A 型 A 型 X X
dd
ee
k' k' kk
lsls lg lg ll
X X ll
ss
bb
辗制末端 辗制末端
bb m m
辗制末端 辗制末端
B 型 B 型
s dd s
1）、按形式分: 联接螺纹——三角形螺纹、管螺纹 传动螺纹——矩形、梯形、锯齿形螺纹
内 内 内 螺 螺 螺 纹 纹 纹
60 ° 60 ° 60 °
外 外 外 螺 螺 螺 纹 纹 纹
d d d d 2 d 2 d 2 d 1 d 1 d 1
d d d d22 d d 2 d 1 d 1 d 1
P P P
2005年9月制作
§5—1 螺纹联接的基本知识
一、螺纹的形成、类型及主要参数
1、螺纹的形成
y
如图：用一个三角形 K 沿螺 旋线运动并使 K 平面始终通过圆 柱体轴线 YY ，这样就构成了三 角形螺纹。同样改变平面图形 K ， 可得到矩形、梯形、锯齿形、管 螺纹。